梯形鋼屋架設(shè)計(jì)計(jì)算書是一份詳細(xì)指導(dǎo)如何設(shè)計(jì)和計(jì)算梯形鋼屋架的文檔。在這份書中，首先會介紹梯形鋼屋架的基本概念和設(shè)計(jì)原理，包括其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、受力分析以及與其他結(jié)構(gòu)形式的比較等。將詳細(xì)說明梯形鋼屋架的設(shè)計(jì)步驟，包括確定尺寸、選擇材料、進(jìn)行力學(xué)分析和優(yōu)化等。還會提供一些具體的計(jì)算公式和圖表，以幫助設(shè)計(jì)師理解和應(yīng)用這些理論。會給出一些設(shè)計(jì)示例，以便讀者更好地理解梯形鋼屋架的設(shè)計(jì)過程和應(yīng)用。

以下是一份梯形鋼屋架設(shè)計(jì)計(jì)算書的主要內(nèi)容：

一、設(shè)計(jì)資料

1. 建筑概況
   • 梯形鋼屋架跨度、長度、縱向柱距等基本尺寸需明確。例如在某設(shè)計(jì)中梯形鋼屋架跨度18m，屋架長度90m，縱向柱距6m 。
   • 屋面材料類型及其相關(guān)特性，如采用1.5×6預(yù)應(yīng)力混凝土板等 。
   • 屋面坡度，如i = 1800/10等情況 。
   • 地區(qū)的計(jì)算溫度、是否有侵蝕性介質(zhì)、地震設(shè)防烈度等環(huán)境條件。像某設(shè)計(jì)中地區(qū)計(jì)算溫度高于某值，無侵蝕性介質(zhì)，地震設(shè)防烈度為8度等 。
   • 廠房內(nèi)設(shè)備情況，例如有2臺中級工作制橋式吊車、2臺5t鍛錘等 。
2. 材料選擇
   • 鋼材的型號，如Q235鋼材常用于鋼屋架設(shè)計(jì)，焊條采用E43型等 。對于不同的設(shè)計(jì)要求，也可能選用Q345 - B鋼材，焊條用E50系列型等 。

二、結(jié)構(gòu)形式與選型

1. 屋架形式及幾何尺寸
   • 確定屋架的形狀為梯形，并且明確其幾何尺寸的確定依據(jù)和具體數(shù)值。這通常與跨度、屋面坡度等因素相關(guān)。
2. 支撐布置
   • 橫向支撐
     • 上弦橫向支撐的設(shè)置對于保證上弦桿的側(cè)向穩(wěn)定性十分重要。根據(jù)房屋的跨度、高度、內(nèi)部設(shè)備等情況決定是否設(shè)置下弦平面橫向支撐。例如，當(dāng)跨度小于24m且室內(nèi)無懸掛吊車時(shí)，可不設(shè)下弦平面橫向支撐。橫向支撐一般設(shè)置在房屋兩端的第一個(gè)柱間內(nèi)，間距不宜超過60m，如果房屋總長超過60m，則需在跨中增設(shè)一道橫向水平支撐 。
   • 縱向支撐
     • 若房屋有特殊要求，如在有較大震動設(shè)備（如鍛壓車間）時(shí)，對房屋整體剛度要求較高，應(yīng)設(shè)置縱向水平支撐 。
   • 垂直支撐
     • 為增加屋架的整體性，垂直支撐應(yīng)布置在跨中及屋架的兩端。同時(shí)在屋脊和兩個(gè)支座處設(shè)置縱向剛性系桿，其余可設(shè)置為柔性系桿 。

三、屋架節(jié)點(diǎn)荷載計(jì)算

1. 荷載類型及取值
   • 永久荷載
     • 包括屋面各層材料（如三氈四油防水層、水泥砂漿找平層、保溫層、一氈二油隔氣層、水泥砂漿找平層、預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板、屋架和支撐自重等）的重量。計(jì)算時(shí)需按照水平投影面計(jì)算（屋面坡度較小時(shí)），將各部分重量相加得到永久荷載總和 。
   • 可變荷載
     • 屋面活荷載和屋面積灰荷載。需要注意的是，當(dāng)屋面活荷載大于雪荷載時(shí)，取屋面活荷載進(jìn)行計(jì)算。荷載組合時(shí)要考慮不同的控制情況，如由可變荷載控制的組合和由永久荷載效應(yīng)控制的組合，分別計(jì)算節(jié)點(diǎn)荷載設(shè)計(jì)值 。

四、屋架桿件內(nèi)力計(jì)算

1. 計(jì)算原則
   • 對于跨度中央腹桿，按壓桿控制其長細(xì)比，不考慮半跨荷載作用情況，只計(jì)算全跨滿載時(shí)的桿件內(nèi)力。并且要明確各桿件在單位荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算方法和結(jié)果表示形式，如繪制內(nèi)力圖等。
2. 桿件內(nèi)力分析
   • 根據(jù)不同桿件（上弦桿、下弦桿、斜腹桿、豎桿等）在屋架結(jié)構(gòu)中的位置和受力特點(diǎn)分別進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。例如，上弦桿整個(gè)采用等截面、不等邊軋制角鋼，按最大內(nèi)力計(jì)算，需要考慮回轉(zhuǎn)半徑等因素來選擇合適的角鋼型號；下弦桿同樣根據(jù)受力情況進(jìn)行計(jì)算，要滿足相關(guān)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求等 。

五、桿件截面選擇

1. 上弦桿
   • 采用等截面、不等邊軋制角鋼。根據(jù)最大內(nèi)力計(jì)算所需的截面積和回轉(zhuǎn)半徑等參數(shù)，查附表選擇合適的角鋼型號，如2∟短肢相并的角鋼。對于繞截面對稱軸失穩(wěn)時(shí)，應(yīng)考慮彎扭曲影響，用換算長細(xì)比代替，然后根據(jù)相關(guān)規(guī)范判斷是否滿足要求 。
2. 下弦桿
   • 整個(gè)下弦采用等截面、不等邊軋制角鋼，按照受力情況計(jì)算并驗(yàn)證所選角鋼是否滿足強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求，如對其長細(xì)比等參數(shù)進(jìn)行計(jì)算和校驗(yàn) 。
3. 斜腹桿
   • 不同位置的斜腹桿（如aB桿、Bc桿、De桿等）根據(jù)其受力特點(diǎn)（拉力或壓力）、可能產(chǎn)生的內(nèi)力變號情況等來選擇合適的角鋼型號，并進(jìn)行相關(guān)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算。例如，aB桿選用2∟長肢相接的角鋼，計(jì)算其肢背和肢尖焊縫所需長度等 。
4. 豎桿
   • 各豎桿（如Gg桿、Aa桿、Cc桿、Ee桿等）根據(jù)受力情況選用合適的角鋼型號，像Gg桿選用2∟十字相連的角鋼，同時(shí)要進(jìn)行相關(guān)的穩(wěn)定性計(jì)算，避免軸心壓桿發(fā)生扭轉(zhuǎn)屈曲等情況 。

六、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

1. 下弦節(jié)點(diǎn)
   • 以某下弦節(jié)點(diǎn)“c”為例，采用E50型焊條，設(shè)所有焊縫均為側(cè)面角焊縫，角焊縫的抗拉和抗壓、抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為一定數(shù)值（如160）。對于與節(jié)點(diǎn)相連的桿件（如“Bc”桿、“cD”桿等），根據(jù)其內(nèi)力計(jì)算肢背和肢尖焊縫所需的長度，同時(shí)確定節(jié)點(diǎn)板的尺寸。還要計(jì)算下弦與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫所受的力，并校驗(yàn)焊縫強(qiáng)度是否滿足要求 。
2. 上弦節(jié)點(diǎn)
   • 對于上弦節(jié)點(diǎn)，如節(jié)點(diǎn)“B”，與節(jié)點(diǎn)相連桿件（如“aB”桿等）的焊縫尺寸計(jì)算方法與下弦節(jié)點(diǎn)類似，根據(jù)桿件內(nèi)力確定肢背和肢尖焊縫的長度等參數(shù)。

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